普通中央空调水泵变频改造节能方案
中央空调系统变频节能改造方案
中央空调系统变频节能改造方案目录1中央空调变频节能方案介绍.。
.。
..。
...。
...。
.。
..。
.。
.。
...。
.。
.。
..。
21。
1 变频节能原理。
..。
.。
..。
..。
.。
.。
....。
.。
...。
.。
..。
...。
.。
.。
..2 1。
2 中央空调节能空间。
....。
..。
......。
.。
..。
.。
.。
..。
.......。
31.2.1 设计余量。
.。
.。
...。
..。
.。
..。
.。
.。
..。
.。
.。
..。
.。
..3 1.2.2 末端的负荷变化。
.。
.。
.。
...。
.。
.。
..。
.。
..。
..。
.。
.。
.3 1.2.3 水泵和风机定流量控制方式。
.......。
.。
...。
.。
.。
.。
. (3)2中央空调水泵变频控制。
..。
.。
.。
..。
.。
..。
....。
......。
.。
.。
.。
...。
..。
42。
1 冷冻泵、冷却泵主回路设计.。
...。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
...。
.4 2。
2 冷冻水泵控制电路设计.。
.。
.。
..。
.。
.。
..。
..。
.。
.。
...。
.。
.。
(5)2。
3 冷却水泵控制电路设计。
...。
....。
.。
...。
.。
...。
.。
..。
.。
.。
.。
.5 3中央空调末端风柜变频控制.。
..。
..。
.。
..。
.。
......。
...。
.。
....。
...。
.6 3.1 风机变频主回路设计...。
.。
.。
....。
.。
.。
...。
....。
.。
.。
.。
.。
.。
....。
63。
2 风柜变频控制电路设计。
..。
..。
...。
.。
.。
...。
..。
.....。
.。
...。
..。
63.3 风柜节能改造前后比较.。
.......。
.。
.。
..。
...。
.。
.。
.....。
..。
..。
74节能设备选型。
..。
.。
.。
...。
..。
.。
..。
.。
.。
.。
..。
.。
.。
...。
84.1 变频器的选用。
..。
..。
..。
...。
.。
.。
.。
........。
.。
.........。
.。
水泵变频控制节能改造方案
水泵变频控制节能改造方案水泵是一种用于输送水体的设备，广泛应用于工农业生产、城市供水、排水及消防等领域。
传统的水泵多采用恒速运行方式，存在能量浪费的问题。
而水泵变频控制技术则能够通过调整水泵的转速，达到节能的目的。
下面是一种水泵变频控制节能改造方案：1.方案介绍本方案主要通过安装水泵变频器，实现对水泵的变频控制，从而提高水泵的运行效率，降低能源消耗。
同时，还可以减少设备的维护成本，延长设备的使用寿命。
2.方案实施步骤（1）方案设计：根据实际情况选择适合的水泵变频器，并根据现有水泵的参数进行设计和校准。
（2）安装水泵变频器：将水泵变频器安装在现有的水泵系统中，确保与水泵、电源等设备连接正常。
（3）参数设置：根据实际运行需求，将水泵变频器的参数进行设置，包括最大频率、最小频率、加速时间、减速时间等。
（4）调试测试：对安装完毕的水泵变频器进行调试测试，确保其正常运行，并对参数进行调整优化。
（5）监控与维护：安装监控系统对水泵变频器进行实时监测，并进行定期的维护和检修，确保设备的正常运行。
3.实施效果（1）节能效果：水泵变频器可以根据需要，调整水泵的转速，从而减少能源消耗。
根据实际情况，节能效果可达到20%以上。
（2）运行平稳：水泵变频器可以实现平稳启动和停止，避免了传统水泵在启停过程中的冲击和压力波动，延长了设备的使用寿命。
（3）减少维护成本：变频控制可以减少水泵的启停次数和频率，降低了设备的维护成本，减少了维修次数。
（4）过载保护：水泵变频器具备过载保护功能，一旦水泵负荷过大，可以自动停机保护，避免设备损坏。
（5）流量调节：通过调整变频器的频率，可以实现水泵流量的调节，满足不同工况下的需求。
4.经济效益总结起来，水泵变频控制节能改造方案通过安装水泵变频器，实现对水泵运行的变频控制，从而提高水泵的运行效率，减少能源消耗，降低设备的维护成本。
这是一种经济实用的节能改造方案，具有较高的应用价值。
中央空调节能改造方案(变频)
中央空调节能改造方案（变频）1.中央空调工作原理中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成，其系统结构如:(图1所示)制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风中的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。
经蒸发后制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。
2.中央空调应用背景中央空调系统是一个庞大的设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的40～60%。
就任何建筑物来说，选用空调系统都是按当地最热天气时所需的最大制冷量来选取择机型的，且留有10%～15%的余量，各配套系统按最大负载量配置，这种选择不是最合理的。
在组成空调系统的各种设备中，水泵所消耗的电能约占整个空调系统的四分之一左右。
早期空调的水泵普遍采用定流量工作，能源浪费非常严重。
而实际运行时，中央空调的冷负荷总是在不断变化的，冷负荷变化时所需的冷媒水、冷却水的流量也不同，冷负荷大时所需的冷媒水、冷却水的流量也大，反之亦然。
我们根据中央空调机组运行状态的数据分析，中央空调机组90%的运行时间处于非满负荷运行状态。
而冷冻水泵、冷却水泵以及风机在此90%的时间内仍处于100%的满负荷运行状态。
这样就导致了“大流量小温差”的现象，使大量的电能白白浪费。
3. 中央空调节能原理我们知道中央空调的水循环系统主要由冷却水泵和冷冻水泵组成。
从水泵的工作原理可知：水泵流量与水泵（电机）转速的一次方成正比，水泵扬程与水泵（电机）转速的两次方成正比，水泵轴功率与水泵转速的三次方成正比（既水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比）。
根据上述原理可知只要改变水泵的转速就可改变水泵的功率。
例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，功率只有原来的72.9%。
中央空调系统水泵变频节能改造方案
中央空调系统水泵变频节能改造方案三、中央空调系统构成及工作原理1、冷冻机组：通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”作用,使冷冻水降温为5~7℃。
并通过循环水系统向各个空调点提供外部热交换源。
内部热交换产生的热量，通过冷却水系统在冷却塔中向空气中排放。
内部热交换系统是中央空调的“制冷源”。
2、冷冻水塔：用于为冷冻机组提供“冷却水”.3、“外部热交换"系统：由两个循环水系统组成：⑴、冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻管道组成。
从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道,在各个房间内进行热交换，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。
⑵、冷却水循环系统由冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。
冷冻机组进行热交换，使水温冷却的同时,必将释放大量的热量，该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高,冷却泵将升了温的冷却水压入水塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降了温的冷却水,送回到冷冻机组，如此不断循环,带走冷冻机组成释放的热量。
4、冷却风机⑴、室内风机:安装于所有需要降温的房间内，用于将由冷冻水冷却了的冷空气吹入房间，加速房间内的热交换；⑵、冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。
中央空调系统的四个部分都可以实施节电改造.但冷冻水机组和冷却水机组的改造改造后节电效果最为理想，文章中我们将重点阐述对冷冻机组和冷却机组的变频调速技术改造。
四、中央空调变频系统改造方案现将内蒙古某饭店的中央空调系统的变频节能改造方案做一具体介绍。
1．中央空调原系统简介：1.1该集饭店中央空调系统改造前的主要设备和控制方式：450冷吨冷气主机2台，型号为特灵二极式离心机，两台并联运行；冷冻水泵2台，扬程28米配有功率45KW，冷却水泵有2台，扬程35米，配用功率75KW。
均采用两用一备的方式运行。
冷却塔2台，风扇电机11KW，并联运行。
室内风机4台，5。
5KW,并联运行。
1。
2原系统的运行及存在问题:该饭店是一家五星饭店,为了给客入营造一个良好的居住环境，饭店大部空间采用全封密的，且饭店大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高.由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10％—20％左右的设计余量.其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节.这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。
中央空调变频节能改造
冷却塔风机变频控制：风机功率一般都较小，节电不如水泵明显。但风机采取变频控制能极大地有助于冷却水恒温，这对于机组制冷恒温极为关键；且能使机组溶液循环稳定，获得最大限度的节省燃料。冷却塔风扇低转速运行还能大幅度减少漂水，节省水源、延缓水质劣化、减少水雾对周围的影响。 4、采用变频器的其他益处：由于变频器的启动、停止过程是渐强、渐弱式，能消除电机启动对电网的冲击。并可
压力可直接通过更改变频器的运行频率来完成，可减少或取消挡板、阀门。·若采用温度闭环控制方式，系统可通过检测环境温度，自动调节风量，随天气、热负荷的变化自动调节，温度变化小，调节迅速。·系统可通过现场总线与中央控制室联网，实现集中远程监控二、供水系统变频节能改造：无论是溴化锂机组或电制冷（氟利昂）机组的中央空调系统，主机自身的能量消耗有机组控制，机外的电力消耗组
积小，可靠性稳定性高。目前，变频控制器以其特有的优势，正被中央空调业内人士所青睐。
省机组及系统总运行费用的 12%~20%，十分惊人。1、冷却水泵变频控制：中央空调的冷却水泵的功率是根据空调冷冻机组的压缩机满负荷设计的，当环境温度及各种外界因素，冷冻机组不需要开启全部压缩机组，此时空调的冷凝系统所需要的冷却量也相应地减小，这时就可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速，降低冷却水的循环速度及流量，使冷却水的冷负荷被冷凝系统充分利用，从而达到节能目的。
避免电机因过载而引起的故障。由于电机经常处于低负荷运行，能大幅度延长电机及水泵、风机的寿命，同时因没有启动、停止的冲击，加上流量的减少，管路承压及所受冲击力减小，故对管道、阀门、末端设备也起到了保护作用。另一方面，设备噪音、震动均减小，保护了环境。 5、中央空调机组外变频器的控制方式：·根据冷却水出/入口的温度改变水泵转速，调整流量；·根据冷却水入口温度改变冷却塔风机转
中央空调机房冷水泵、冷却水泵、冷却塔变频节能改造方案
水泵变频节能改造简介1为什么推广变频改造？①为用户创造价值，帮助用户降低运行费用。
②大部分用户水泵、风机和末端风柜选型偏大。
③空调系统大部分时间是工作在部分负荷状态，水泵、风机和末端风柜始终恒速运转，往往是“大马拉小车”，造成大量的能源浪费。
2变频为何能节电？由于水泵电机耗电与流量成3次方的关系，当空调系统负荷减少时，通过控制变频器降低电机转速实现降低流量或散热量，此时电机的耗电以频率减少百分量的3次方降低，实现大幅节电。
根据已运行100多家用户数据，变频改造后，节电率可达40%～70% 。
例如：当流量减少到80%时，耗电将减少到0.83× 100% = 51.2% 。
3变频系统有什么优点？①跟踪主机负荷：实现与主机无缝接口和数据交换，跟踪主机负荷变化，实现自动变频调节和良好匹配。
②冷暖两用变频：用一台变频器实现夏季冷却水泵变频，冬季温水泵变频的两用功能切换使用。
③整机性能优异：90%以上元器件采用国际知名品牌，完善的保护功能和电磁兼容特性。
④服务可靠方便：主机和变频系统均由我司提供售后服务，避免工作推诿。
⑤预留楼宇接口：备有干接点楼宇接口，灵活切换本地控制和远程控制。
注：目前很多小公司声称可以做水系统变频改造，但都不能跟踪负荷自动调节频率，而是采用手动变频，节能效果大打折扣。
甚至因追求降频节电效果而增加了机组的热源（天然气、柴油或蒸汽）消耗，得不偿失！4改造麻烦吗？一点也不麻烦。
用户不需要请设计及安装公司，全程由我司负责。
变频柜到货后，我司将派人现场改造，仅需1人1天的工作量，而且可以在任何季节进行。
5多长时间才能收回投资？在5～24个月内节省下来的电费，即可收回设备的投资。
6改造没有空间怎么办？按照用户旧电控柜的外形尺寸定制1台变频系统，功能上完全替代，然后，将旧电控柜移走，放入新电控柜。
7改造后旧电控柜怎么办？旧电控柜可作为备用柜，在变频柜检修或保养时，用旧电控柜工频系统临时拖动电机。
中央空调水泵节能改造原理
中央空调水泵节能改造原理
中央空调水泵节能改造的原理是通过优化水泵的运行方式和控制策略来降低能耗。
具体的原理包括以下几个方面：
1. 优化水泵的选择：选择高效节能的水泵设备，能够提高水泵的转化效率，减少能耗。
2. 降低水泵的运行阻力：通过优化管道布局和减少管道阻力，降低水泵运行时所需的功率。
例如，合理选择管道直径、减少弯头、减少阀门的开度等。
3. 采用变频控制技术：安装变频器控制水泵的转速，根据实际需求调整水泵的运行速度，在不同负荷条件下实现节能运行。
例如，在低负荷时降低水泵的转速，减少能耗。
4. 协调多台水泵的运行：对于多台水泵的系统，采用智能控制策略，通过合理调度水泵的运行，使每台水泵的负荷均衡，避免单台水泵过大负荷运行，实现节能效果。
5. 提高水泵的运行效率：定期对水泵进行维护保养，保持良好的运行状态，清洗水泵内部的杂质，避免水泵因堵塞等问题导致能耗增加。
通过上述的节能改造措施，可以有效降低中央空调水泵的能耗，提高系统的能效，从而实现节能减排的目的。
中央空调系统水泵变频节能改造方案
中央空调系统水泵变频节能改造方案一､概述中央空调系统在现代企业及生活环境改善方面极为普遍,而且某此生活环境或生产工序中是属必须的,即所谓人造环境,不仅是温度的要求,还有湿度､洁净度等｡至所以要中央空调系统,目的是提高产品质量,提高人的舒适度,集中供冷供热效率高,便管理,节省投资等原因,为此几乎企业､高层商厦､商务大楼､会场､剧场､办公室､图书馆､宾馆､商场､超市､酒店､娱乐场､体育馆等中大型建筑上都采用中央空调的,它是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一,电能的消耗非常之大,是用电大户,几乎占了用电量50%以上,日常开支费用很大｡由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计,而实际上在一年中,满负载下运行最多只有十多天,甚至十多个小时,几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行｡通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载,而与冷冻主机相匹配的冷冻泵､冷却泵却不能自动调节负载,几乎长期在100%负载下运行,造成了能量的极大浪费,也恶化了中央空调的运行环境和运行质量｡随着变频技术的日益成熟,利用变频器､PLC､数模转换模块､温度传感器､温度模块等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量;采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态,让人感到舒适满意,可使整个系统工作状态平缓稳定,更重要的是其节能效果高达30%以上,能带来很好的经济效益｡二､水泵节能改造的必要性中央空调是大厦里的耗电大户,每年的电费中空调耗电占60% 左右,因此中央空调的节能改造显得尤为重要｡由于设计时,中央空调系统必须按天气最热､负荷最大时设计,并且留10-20% 设计余量,然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下,存在较大的富余,所以节能的潜力就较大,其中,冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载,冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节,存在很大的浪费｡水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成,因此,不可避免地存在较大截流损失和大流量､高压力､低温差的现象,不仅大量浪费电能,而且还造成中央空调最末端达不到合理效果的情况｡为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通｡再因水泵采用的是Y- △起动方式,电机的起动电流均为其额定电流的3 ~ 4倍,一台90KW的电动机其起动电流将达到500A ,在如此大的电流冲击下,接触器､电机的使用寿命大大下降,同时,起动时的机械冲击和停泵时水垂现象,容易对机械散件､轴承､阀门､管道等造成破坏,从而增加维修工作量和备品､备件费用｡采用变频器控制能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化随之调整水泵电机的转速,在满足中央空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节,以达到节能目的｡水泵电机转速下降,电机从电网吸收的电能就会大大减少｡其减少的功耗△ P=P0 〔 1-(N1/N0)3 〕 ( 1 )式减少的流量△ Q=Q0 〔 1-(N1/N0) 〕 ( 2 )式其中N1为改变后的转速, N0为电机原来的转速, P0为原电机转速下的电机消耗功率, Q0为原电机转速下所产生的水泵流量｡由上式可以看出流量的减少与转速减少的一次方成正比,但功耗的减少却与转速减少的三次方成正比｡如:假设原流量为100个单位,耗能也为100个单位,如果转速降低10个单位,由( 2 )式△ Q=Q0 〔 1-(N1/N0) 〕=100 *〔 1-(90/100) 〕 =10可得出流量改变了10个单位,但功耗由( 1 )式△ P=P0[1-(N1/N0)3]=100 *〔 1-(90 /100)3 〕 =27.1可以得出,功率将减少27.1个单位,即比原来减少27.1% ｡再因变频器是软启动方式,采用变频器控制电机后,电机在起动时及运转过程中均无冲击电流,而冲击电流是影响接触器､电机使用寿命最主要､最直接的因素,同时采用变频器控制电机后还可避免水垂现象,因此可大大延长电机､接触器及机械散件､轴承､阀门､管道的使用寿命｡三､中央空调系统构成及工作原理图一所示:1､冷冻机组:通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”作用,使冷冻水降温为5~7℃｡并通过循环水系统向各个空调点提供外部热交换源｡内部热交换产生的热量,通过冷却水系统在冷却塔中向空气中排放｡内部热交换系统是中央空调的“制冷源”｡2､冷冻水塔:用于为冷冻机组提供“冷却水”｡3､“外部热交换”系统:由两个循环水系统组成:⑴､冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻管道组成｡从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道,在各个房间内进行热交换,带走房间内的热量,使房间内的温度下降｡⑵､冷却水循环系统由冷却泵､冷却水管道及冷却塔组成｡冷冻机组进行热交换,使水温冷却的同时,必将释放大量的热量,该热量被冷却水吸收,使冷却水温度升高,冷却泵将升了温的冷却水压入水塔,使之在冷却塔中与大气进行热交换,然后再将降了温的冷却水,送回到冷冻机组,如此不断循环,带走冷冻机组成释放的热量｡4､冷却风机⑴､室内风机:安装于所有需要降温的房间内,用于将由冷冻水冷却了的冷空气吹入房间,加速房间内的热交换;⑵､冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温,加速将“回水”带回的热量散发到大气中去｡中央空调系统的四个部分都可以实施节电改造｡但冷冻水机组和冷却水机组的改造改造后节电效果最为理想,文章中我们将重点阐述对冷冻机组和冷却机组的变频调速技术改造｡四､中央空调变频系统改造方案现将内蒙古某饭店的中央空调系统的变频节能改造方案做一具体介绍｡1.中央空调原系统简介:1.1该集饭店中央空调系统改造前的主要设备和控制方式:450冷吨冷气主机2台,型号为特灵二极式离心机,两台并联运行;冷冻水泵2台,扬程28米配有功率45KW,冷却水泵有2台,扬程35米,配用功率75KW｡均采用两用一备的方式运行｡冷却塔2台,风扇电机11KW,并联运行｡室内风机4台,5.5KW,并联运行｡1.2原系统的运行及存在问题:该饭店是一家五星饭店,为了给客入营造一个良好的居住环境,饭店大部空间采用全封密的,且饭店大部分空间自然通风效果不好,所以对夏季冷气质量的要求较高｡由于中央空调系统设计时必须按天气最热､负荷最大时设计,且留有10%-20%左右的设计余量｡其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载,冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节｡这样,冷冻水､冷却水系统几乎长期在大流量､小温差的状态下运行,造成了能量的极大浪费｡而且冷冻､冷却水泵采用的均是Y-△起动方式,电机的起动电流均为其额定电流的3-4倍,在如此大的电流冲击下,接触器的使用寿命大大下降;同时,启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象,容易对机械器件､轴承､阀门和管道等造成破坏,从而增加维修工作量､维修费用､设备也容易老化｡另外由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化,其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水温度,以及大流量小温差来掩盖｡这样,不仅浪费能量,也恶化了系统的运行环境､运行质量｡特别是在环境温度偏低､某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时,将会导致大面积空调室温偏冷,感觉不适,严重干扰中央空调系统的运行质量｡因为空调偏冷的问题经常接到客人的投诉,处理这些投诉造成不少人力资源的浪费｡根据实际情况,我们向该饭店负责人提出:利用变频器､人机界面､PLC､数模转换模块､温度模块､温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统｡对冷冻､冷却水泵进行改造,以节约电能､稳定系统､延长设备寿命｡2.中央空调系统节能改造的具体方案中央空调系统通常分为冷冻(媒)水和冷却水两个系统(如下图,左半部分为冷冻(媒)水系统,右半部分为冷却水系统)｡根据国内外最新资料介绍,并多处通过对在中央空调水泵系统进行闭环控制改造的成功范例进行考察,现在水泵系统节能改造的方案大都采用变频器来实现｡2.1 ､冷冻(媒)水泵系统的闭环控制制冷模式下冷冻水泵系统的闭环控制该方案在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下,确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为下限频率并锁定,变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度,再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减,控制方式是:冷冻回水温度大于设定温度时频率无极上调｡该模式是在中中央空调中热泵运行(即制热)时冷冻水泵系统的控制方案｡同制冷模式控制方案一样,在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下,确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为下限频率并锁定,变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度,再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减｡不同的是:冷冻回水温度小于设定温度时频率无极上调,当温度传感检测到的冷冻水回水温越高,变频器的输出频率越低｡2.2 ､冷却水系统的闭环控制目前,在冷却水系统进行改造的方案最为常见,节电效果也较为显著｡该方案同样在保证冷却塔有一定的冷却水流出的情况下,通过控制变频器的输出频率来调节冷却水流量,当中中央空调冷却水出水温度低时,减少冷却水流量;当中中央空调冷却水出水温度高时,加大冷却水流量,从而达到在保证中中央空调机组正常工作的前提下达到节能增效的目的｡现有的控制方式大都先确定一个冷却泵变频器工作的最小工作频率,将其设定为:下限频率并锁定,变频冷却水泵的频率是取冷却管进､出水温度差和出水温度信号来调节,当进､出水温差大于设定值时,频率无极上调,当进､出水温差小于设定值时,频率无极下调,同时当冷却水出水温度高于设定值时,频率优先无极上调,当冷却水出水温度低于设定值时,按温差变化来调节频率,进､出水温差越大,变频器的输出频率越高;进､出水温差越小,变频器的输出频率越低｡2.3该中央空调节能系统具体装机清单如表二:机组名称机型品牌数量冷冻水泵 45KW变频柜 ABB ACS800 两套冷却水泵 75KW变频柜 ABB ACS800 两套风机组 11KW变频柜 ABB ACS800 两套室内风机 5.5KW变频柜 ABB ACS800 四套配件 PLC 西门子S7300 一台人机界面西门子一台温度传感器丹佛斯两个温度模块欧姆龙两个数字转换模块欧姆龙两个2.4介绍变频节电原理:变频节能原理:由流体传输设备(水泵､风机)的工作原理可知:水泵､风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵､风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比,而水泵､风机的轴功率等于流量与压力的乘积,故水泵､风机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)｡变频器节能的效果是十分显著的,这种节能回报是看到见的｡特别是调节范围大､启动电流大的系统及设备,通过图三可以直观的看出在流量变化时只要对转速(频率)稍作改变就会使水泵轴功率有更大程度上的改变,就因此特点使得变频调速装置成为一种趋势,而且不断深入并应用于各行各业的调速领域｡根据上述原理可知:改变水泵､风机的转速就可改变水泵､风机的输出功率｡图中阴影部分为同一台水泵的工频运行状态与变频运行状态在随着流量变化所耗功率差｡2.5介绍系统电路设计和控制方式根据中央空调系统冷却水系统的一般装机,建议在冷却水系统和冷冻水系统各装两套ABB ACS800一体化变频调速控制柜,其中冷却变频调速控制柜供两台冷却水泵切换(循环)使用,冷冻变频调速控制柜供两台冷冻水泵切换(循环)使用｡变频节能调速系统是在保留原工频系统的基础上加装改装的,变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同,变频节能系统与原工频系统之间设置了联锁保护,以确保系统工作安全｡利用变频器､人机界面､PLC､数模转换模块､温度传感器､温度模块等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量,为了达到节能目的提供了可靠的技术条件｡如图四所示:2.6系统主电路的控制设计根据具体情况,同时考虑到成本控制,原有的电器设备尽可能的利用｡冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的方式运行,因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致,均为一个月转换一次,切换频率不高,决定将冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备,通过接触器､启停按钮､转换开关进行电气和机械互锁｡确保每台水泵只能由一台变频器拖动,避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事故;并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵,以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载｡2.7系统功能控制方式上位机监控系统主要通过人机界面完成对工艺参数的检测､各机组的协调控制以及数据的处理､分析等任务,下位机PLC主要完成数据采集,现场设备的控制及连锁等功能｡具体工作流程:开机:开启冷水及冷却水泵,由PLC控制冷水及冷却水泵的启停,由冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号,开启制冷机,由变频器､温度传感器､温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量,同时PLC控制冷却塔根据温度传感器信号自动选择开启台数｡当过滤网前后压差超出设定值时,PLC发出过滤堵塞报警信号｡送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后,用PID方式控制变频器,从而调节风机的转速,达到调节回风温度的目的｡停机:关闭制冷机,冷水及冷却水泵以及冷却塔延时十五分钟后自动关闭｡保护:由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护,压力偏低时自动开启补水泵补水｡2.8介绍系统节能改造原理1､对冷冻泵进行变频改造控制原理说明如下:PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存,并计算出温差值;然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的转速,调节出水的流量,控制热交换的速度;温差大,说明室内温度高系统负荷大,应提高冷冻泵的转速,加快冷冻水的循环速度和流量,加快热交换的速度;反之温差小,则说明室内温度低,系统负荷小,可降低冷冻泵的转速,减缓冷冻水的循环速度和流量,减缓热交换的速度以节约电能;2､对冷却泵进行变频改造由于冷冻机组运行时,其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温,再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的｡冷却水进水出水温差大,说明冷冻机负荷大,需冷却水带走的热量大,应提高冷却泵的转速,加大冷却水的循环量;温差小,则说明,冷冻机负荷小,需带走的热量小,可降低冷却泵的转速,减小冷却水的循环量,以节约电能｡3､冷却塔风机变频控制通过检测冷却塔水温度对冷却塔风机进行变频调速闭环控制,使冷却塔水温度恒定在设定温度,可以有效地节省风机的电能额外损耗,能达到最佳节电效果｡4､室内风机组变频控制通过检测冷房温度对变风机组的风机进行变频调速闭环控制,实现冷房温度恒定在设定温度｡室内风机组变频控制后可达到理想的节电效果,并且空调效果较佳｡2.5系统流量､压力保障本方案的调节方式采用闭环自动调节控制,冷却水泵系统和冷冻水泵系统的调节方式基本相同,用温度传感器对冷却(冷冻)水在主机上的出口水温进行采样,转换成电量信号后送至温控器将该信号与设定值进行比较运算后输出一类比信号(一般为4-20MA､0-10V等)给PLC,由PLC､数模转换模块､温度传感器､温度模块进行温差闭环控制,手动/自动切换和手动频率上升､下降由PLC控制,最后把数据传关到上位机人机界面实行监视控制｡变频器根据PLC发出的类比信号决定其输出频率,以达到改变水泵转速并调节流量的目的｡冷却(冷冻)水系统的变频节能系统在实际使用中要考虑水泵的转速与扬程的平方成正比的关系,以及水泵的转速与管损平方成正比的关系;在水泵的扬程随转速的降低而降低的同时管道损失也在降低,因此,系统对水泵扬程的实际需求一样要降低;而通过设定变频器下限频率的方法又可保证系统对水泵扬程的最低需求｡供水压力的稳定和调节量可以通过PID参数的调整｡当供水需求量减少时,管道压力逐渐升高,内部PID调节器输出频率降低,当变频器输出频率低至0HZ时,而管道在一设定时间内还高于设定压力,变频器切断当前变频控制泵,转而控制下一个原工频控制泵,变频器在水泵控制转换过程中,逐渐轮换使用水泵,使每个水泵的利用率均等,增加系统､管道压力的稳定性和可靠性｡五､中央空调系统进行变频改造的优点变频节能改造后除了可以节省大量的电能外还具有以下优点:1 ､只需在中中央空调冷却管出水端安装一个温度传感器(如图,安装在冷却水系统中中央空调冷却水出水主管上的B处),简单可靠｡2 ､当冷却水出水温度高于温度上限设定值时,频率直接优先上调至上限频率｡3 ､当冷却水出水温度低于温度下限设定值时,频率直接优先下调至下限频率｡而采用冷却管进､出水温度差来调节很难达到这点｡4 ､当冷却水出水温度介于温度下限设定值与温度上限设定值时,通过对冷却水出水温度及温度上､下限设定值进行PID计算,从而达到对频率进行无极调速,闭环控制迅速准确｡5 ､节能效果更为明显｡当冷却水出水温度低于温度上限设定值时,采用冷却管进､出水温度差来调节方式没有将出水温度低这一因素加入节能考虑范围,而仅仅由温度差来对频率进行无极调速,而采用上､下限温度来调节方式充分考虑这一因素,因而节能效果更为明显,通过对多家用户市场调查,平均节电率要提高5 %以上,节电率达到20 %以上｡额定电流变化,减小了大电流对电机的冲击;六､ABB ACS800系列一体化变频器的优点1.采用独特的空间矢量(SVPWM)调制方式;2.操作简单,具有键盘锁定功能,防止误操作;3.内置PID功能,可接受多种给定､反遗信号;4.具有节电､市电和停止三位锁定开关,便于转换及管理;5.保护功能完善,可远程控制;6.超静音优化设计,降低电机噪声;7.安装比较方便,不用破坏原有的配电设施及环境;8.稳定整个系统的正常运行,抗干扰能力强;9.具有过载､过压､过流､欠压､电源缺相等自动保护功能及声光报警功能｡七､结束语在科技日新月异的今天,积极推广变频调速节能技术的应用,使其转化为社会生产力,是我们工程技术人员应尽的社会责任｡对落后的设备生产工艺进行技术革新,不仅可以提高生产质量､生产效率,创造可观的经济效益｡对节能､环保等社会效益同样有着重要的意义｡随着变频器应用普及时代的来临,我公司已将变频器的应用扩展到传统中央空调改造的领域,不仅扩大了变频器的应用市场,而且为中央空调应用也提出了新的课题｡预计在不久的将来,由于变频调速技术的介入,中央空调系统将真正地进入经济运行时代,希望上述工作对于同仁们在传统的电气传动设备技术改造和推进高新技术产品的普及应用工作中能有所启示和借鉴｡。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
普通中央空调水泵变频改造节能方案普通中央空调水泵变频改造节能方案：在中央空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。
在没有使用调速的系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运行，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。
由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。
也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。
据统计，67% 的工程设计热负荷值为94-165W/m2 而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2 ，满负荷运行时间每年不超过10-20 小时。
实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵和冷冻泵）中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。
一、普通中央空调工作系统1、工作简述⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温度升高。
⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。
⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。
⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温度回升到一定值后又控制其运行。
二、普通中央空调存在的问题1、冷冻水，冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量，电机工作效率低下，造成大量电力浪费，并加速机组磨损；2、其控制接触器等电器动作频繁，导致使用寿命短，维修量大；而对于大容量系统，传统的控制线路复杂，可靠性差，需专人负责；3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理，检修调整方面工作量大，维护费用高。
三、节能原理由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵、风机的转速，水泵、风机的功率可以下降得更多。
例如:将供电频率由50Hz 降为45Hz ，则P45/P50=（45/50）3=0.729 ，即P45=0.729P50 （P 为电机轴功率）；将供电频率由50Hz 降为40Hz ，则P40/P50=（40/50）3=0.512 ，即P40=0.512P50 （P 为电机轴功率）。
由以上内容可以看出，用变频器进行流量（风量）控制时，可节约大量电能。
中央空调系统在设计时是按现场最大冷量需求量来考虑的，其冷却泵，冷冻泵按单台设备的最大工况来考虑的，在实际使用中有90% 多的时间，冷却泵、冷冻泵都工作在非满载状态下。
而用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失，而且由于对空调的调节是阶段性的，造成整个空调系统工作在波动状态；而通过在冷却泵、冷冻泵上加装变频器则可一劳永逸地解决该问题，还可实现自动控制，并可通过变频节能收回投资。
同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，并延长机组及网管的使用寿命。
因此，随热负荷而改变水量的变流量空调水系统显示了巨大的优越性，因而得到越来越广泛的应用，采用SPWM 变频器调节泵的转速，可以方便地调节水的流量，根据负荷变化的反馈信号经PID 调节与变频器组成闭环控制系统，使泵的转速随负荷变化，这样就可以实现节能，其节能率通常都在20% 以上。
改造的节电率与用户的使用情况密切相关，一般情况下，春、秋两季运行节电率较高，可达40% 以上，夏季由于用户本身需要的电能就大，可节省的空间有限，一般在20% 左右。
四、节能方案1、整体说明贵司中央空调系统目前有3台55KW冷却泵，3台45KW 冷冻泵。
我们可对冷却系统和冷冻系统进行节能改造。
中央空调实际运行时，冷却系统和冷冻系统的进、出水温差（△ T）约为2oC，根据：冷冻水、冷却水带走的热量（r）=流量（Q） X温差（△ T）我们可以适当提高温差（厶T）降低流量（Q），即降低转速，即可达到节能的目的。
分析：采用变频器配合可编程控制器组成控制单元）其中冷却水泵）冷冻水泵均采用温度自动闭环调节即用温度传感器对冷却水、冷冻水的水温进行采样）并转换成电信号（一般为4—20mA）0—10V 等）后送至PLC ,PLC 将该信号与设定值进行比较运算后决定变频器输出频率）以达到改变冷冻水泵、冷却水泵转速从而达到节能目的。
冷却塔风机变频驱动：可编程控制器根据回水温度信号控制变频器驱动风机，使风机工作在最经济状态而节约大量电能。
中央空调系统变频改造的原理示意图如下：其中冷却水循环系统，回水与出水温度之差，反应了需要进行交换的热量；根据回水和出水温度之差，通过控制循环水的速度来控制热交换的速度，在满足系统冷却需要的前提下，达到节电的目的。
温差大说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大循环速度，加速冷却水的降温；温差小，说明冷冻机组产生的热量小，可降低冷却泵的循环速度，以节约电能。
采用变频调速器驱动，两台冷却泵互为备用，可编程控制器（PLC ）根据传感器检测到的温差信号，同设定温差比较后控制变频器驱动电机运转。
（PLC ）先控制变频器软启动电动机M1 ，当M1 到达额定转速时，仍未达到设定温差值时，（PLC ）控制M1切换到工频电网运行，然后再启动M2 ，经控制变频器调节电机M2 运转，从而控制冷却水的循环速度；当电机M2 工作在下限转速值时，如果检测值大于设定值，（PLC ）控制电机M1 停机，同时控制变频器调节电机M2 转速从而达到设定要求。
在冷冻循环系统中，由于出水温度比较稳定，因此仅回水温度就足以反应了房间的温度，所以PLC 可根据回水温度进行控制。
回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵转速，加快冷冻水的循环；反之回水温度低说明房间温度低，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度，以节约能源（其控制过程同冷却泵循环系统类似）2 、冷冻水系统控制（冷冻泵3 个，单台45KW,4 极异步电机）对于冷冻水系统，由于低温冷冻水温度取决于蒸发器的运行参数，只需控制高温冷冻水（回水）的温度，即可控制温差，现采用温度传感器、PID 调节器和变频器组成闭环控制系统，使冷冻水泵的转速相应于热负载的变化而变化。
即不同的季节、不同的空调点负荷的多少要求循环水的流量和压力不同，夏天或空调点较多时要求流量与压力较高，而冬天或空调点较少时要求流量与压力较低，因此设计变频控制系统使供水系统满足最佳流量与压力，达到节能的目的。
因空调设计时常对循环水系统考虑较多的满负荷余量，所以变频改造后可以节省大量的电能，节电效果非常理想。
3 、冷却水系统控制（冷却泵2 个，单台55KW ，4 极异步电机）对于冷却水系统，取冷凝器两侧冷却水的温度作为控制参数，采用温度传感器、PID 温差调节器和变频器及冷却水泵组成闭环控制系统，冷却水温差控制在△ T2例如：5C）, 使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化，而冷却水的温差保持在设定值不变，使系统在满足主机工况不变条件下，冷却水泵系统节能最大。
即冷却水依靠冷却泵给至冷却塔，不同的内部热交换程度要求冷却水循环的流量不同，因在空调设计时会考虑足够多热交换的余量，所以在冬春季节及空调点负荷少时会有大量能源浪费，采用变频恒压控制设备对循环水系统进行控制，可节省大量的电能，节电率达30% 以上4、控制方式本方案在保留原工频系统的基础上加装变频控制系统，与原工频系统之间仅设置连锁以确保系统工作安全。
同时要求2 台冷却泵循环使用。
图4 ：工频/变频切换简图五、节能效果分析风机水泵的变频调速可达到理想的节能效果。
下面举例说明采用变频调速后系统的节能效果：假设中央空调的冷冻水泵功率PN=100KW ，全速时供水量为QN, 每天的平均流量为80%QN ，泵的空载损耗约为15%PN ，则消耗功率为P= (100-100*15% )*0.8*0.8*0.8+100*15%=58.52KW节电率为(100-58.52)/100=42.48% 即使每天的平均流量为90%QN ，则消耗功率为P= (100-100*15% )*0.9*0.9*0.9+100*15%=76.97KW节电率为(100-76.97)/100=23.03% 实践证明，改造后系统节电率一般可达到20%-40% 以上。
六、系统选择1、器件选型从性价比的角度出发，主要器件变频器和温度传感器选用进口名牌部件国内组装的产品。
低压电器部份选用进口产品。
变频器选用易驱变频器ED2003-FP 系列产品，因水泵负载不重，按1：1 的比例配置即可。
温度传感器选用管道式温度变送器。
主要装置：变频器水温传感器、主断路器交流接触器、热过载继电器电气柜、指示灯/转换开关/按钮交流电压表、交流电流表、互感器、数码LED 显示器高稳定度开关电源、控制电源滤波器、可选装置（控制系统可编程控制器；A/D 、D/A 扩展功能模块）。
七、中央空调系统经变频改造后的性能（1）采用变频器闭环控制，可按需要进行软件组态并设定温度进行PID 调节，使电机输出功率随热负载的变化而变化，在满足使用要求的前提下达到最大限度的节能。
2）由于降速运行和软启运，减少了振动、噪音和磨损，延长了设备维修周期和使用寿命，减少了维修维护工作量，并减少了对电网冲击，提高了系统的可靠性。
（3）系统具有各种保护措施，使系统的运转率和安全可靠性大大提高。
（4）变频调速闭环控制系统与原工频控制系统互为互锁，不影响原系统的运行，且在变频调速闭环控制系统检修或故障时，原工频控制系统照样可以正常运行。